Elektromobilität Joachim Holzer fileInverter/Konverter Reduktionsgetriebe Kraftweiche Benzinmotor Hochleistungs-batterie ... DC Inverter HV-Planetengetriebe mit zwei Motorgeneratoren

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Elektromobilität

Joachim HolzerHandwerkskammer der PfalzBerufsbildungs- und Technologiezentrum Kaiserslautern

Joachim HolzerBTZ Kaiserslautern

Standorte der Handwerkskammer der Pfalz

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Aktivitäten des Berufsbildungs- und Technologiezentrums

Durchführung der überbetrieblichen LehrlingsunterweisungTeil der betrieblichen Ausbildung - Prüfungsvorbereitung

Prüfungen Zwischen-, Gesellen- und Abschlussprüfungen, Fortbildungsprüfungen, Meisterprüfungen

Weiterbildungs- und Qualifizierungsmaßnahmenallgemeine berufliche Weiterbildung - EDV, Recht, Technik, Umweltz.B. KFZ-Servicetechniker, Gebäudeenergieberater, CAD-Fachkraft, Betriebswirt HWO

Vorbereitungskurse auf die Meisterprüfungfür Metallbauer, Feinwerktechniker, Tischler, KFZ-Mechatroniker

InformationsveranstaltungenAbteilungen Recht, Gewerbeförderung

Handwerkstechnikum

Berufsvorbereitende Maßnahmen, Umschulungen


Warum Elektromobilität?

Camille Jenatzy (* 1868 in Schaerbeek; † 8. Dezember 1913 bei Habay la Neuve, in den Belgischen Ardennen) war ein belgischer Automobilrennfahrer und Konstrukteur.Als Fahrer war er dreimaliger Inhaber des Landgeschwindigkeitsrekords, der bei seinem dritten Rekord, den er auch als Konstrukteur gewann, außerdem am 29. April 1899 als erster Mensch mit einem Landfahrzeug – dem Elektroauto „La Jamais Contente“ –über 100 km/h fuhr[1].

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Kraftstoffverbrauch <-> Fahrenergie

ReibungAbgas

KühlungLadungswechsel

Antriebsstrangverluste

Energie aus KraftstoffNutzenergie Energie am Rad

Motor Verluste

Verlust Nebenaggregate

Wärmebilanz Ottomotor

0%

20%

40%

60%

80%

100%

1 2 3 4 5 6 7 8BMEP Pe

Wär

meb

ilanz

(%) Abgas

Mechanik

Kühlung

Nutzenergie

Antriebsenergie (Rollreibungskraft, Luftwiderstand, Massenträgheit) Quelle


Hochvoltfahrzeuge (HV-Fahrzeug)

Hochvoltfahrzeuge (HV-Fahrzeug) sind:• Hybridfahrzeuge• Elektrofahrzeuge• BrennstoffzellenfahrzeugeAls Hochvoltfahrzeuge (HV-Fahrzeug) werden Fahrzeuge bezeichnet, bei denen die Spannung über • 25 Volt Wechselstrom (AC) oder• 60 Volt Gleichstrom (DC)

liegt.

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Definition „Hybridfahrzeug“

Hybrid bedeutet:„gemischt aus zweierlei Herkunft“

Ein Hybridfahrzeug ist ein Fahrzeug mit mindestens zwei verschiedenen Energie-wandlern und zwei verschiedenen Energie-speichersystemen (im Fahrzeug zum Zwecke des Fahrzeugantriebs).


Hybrid-Fahrzeuge

Hersteller Modell Ca. PreisToyota Yaris hybrid 17.000,-Honda Jazz hybrid 19.000,-Toyota Auris 23.000

PriusPrius +

27.000,-29.000,-

Volkswagen Jetta hybrid 31.000,-Toyota Plug-in hybrid 36.000,-Audi Q5 Hybrid 54.000,-Volkswagen Touareg Hybrid 76.500,-Porsche Cayenne S Hybrid 82.000,-

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Hybridantrieb

Motor/Generator 1

Motor/Generator 2

Inverter/Konverter

Reduktionsgetriebe

Kraftweiche

Benzinmotor

Hochleistungs-batterie

Antriebseinheit

Quelle


Parallele Hybridkonzeptemit Leistungsverzweigung

12V-Batterie

Verbrennungs-motor

12V

DC/DCWandler

DC

DC

Inverter HV-Batterie

Planetengetriebemit zwei Motorgeneratoren (MG)links rechts

Generatorbetrieb Motorbetrieb

HV

Quelle

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Hybrid Antriebseinheit Prius 3 (Neu)

MG2

Differenzial

MG1

Kraftweiche (Planetengetriebe)

Reduktionsgetriebe

Ottomotor-Anschluss

Zwischenrad

Quelle


Batterie Prius

Quelle: Toyota

• 201,6 Volt

• Leistung 25 kW

• Gewicht Batterieeinheit 41 kg

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Lade/Endladestrategie

Leer

VollNormale Akkus NiMH Batterie im Hybrid

Quelle


Inverter Prius III

Aufgaben

Spannung ändern 201,6V<->650V

Spannung ändern 201,6V->12V

AC <-> DC

Gewicht 13,5 kg

Quelle

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Rekuperatives Bremsen

Beim rekuperativen Bremsen wird das Kraftfahrzeug ganz oder teilweise über einen Generator abgebremst.

Die hierbei gewonnene und in einer Batterie gespeicherte elektrische Energie kann dann zum Antrieb des Kraftfahrzeugs genutzt werden.

Quelle: Siemens


Betriebszustände beim Hybridfahrzeug

Zeit

Benzinmotor arbeitet mit maximalem Wirkungsgrad

Batterie

Verzögerung

Motor abgeschaltet

Energie speichern

Bre

mse

nerg

ie

StromversorgungBordnetz

Elektro- Antrieb

Quelle

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Hybrid in der Praxis


Elektrofahrzeuge

Quelle

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Angebot deutscher Hersteller bis Ende 2014

Quelle: VDA


Elektroautos in Deutschland (Auswahl)

Modell Akku-kapazität

Verbrauch(Hersteller-angabe)

Verbrauch(Winter)

Schnell-ladung

Reichweite

BMW i3 21,6 kWh 12,9 kWh 23 kWh CSS 130 kmE Golf 24,2 kWh 12,7 kWh CSS 190 km Nissan Leaf 24 kWh 15,0 kWh 26 kWh CHAdeMO 199 kmMitsubishi MiEVCitroen C-zeroPeugeot iOn

16 kWh 13,5 kWh CHAdeMO 150 km

Smart 17,6 kWh 15,1 kWh CSS 145 km

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Nissan Leaf

Elektromotor 80kW (109PS)

280Nm bei 2730 U/min

Batteriekapazität 24kWh

bis zu 199 km mit einer Batterieladung

Stromverbrauch gesamt 15 kWh/100 km

€23.790. zzgl. Batteriemiete ab €79/ Monat

bzw.

€29.690


Aufladen

Wo Spannung Strom Ladeleistung DauerReichweite 150 km

Zu Hause 230 V 16 A 3,6 kW 8 hLadesäuleWallbox

230/400 V 16 A32 A

11 kW22 kW

Hausanschluss: meist mit 35 A je Phase abgesichert

CSS 50 kWChademoSupercharger (Tesla) 135 kW 30 min

Eine Anlage von Tesla mit Schnellladestationen,den Superchargern | © Tesla

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Laden eines NISSAN LEAFWo Strom Dauer

Schuko 10 A 6-8 h

Stecker Typ 2Mennekes

16 A 3-4 h3 Außenleiterkontakte, je ein Kontakt für den Neutralleiter und Schutzkontakt. Zusätzlich noch PP-(Proximity Pilot)-Kontakt, um die Anwesenheit des Steckers festzustellen und den CP (Control Pilot), für den Ausrausch von Steuersignalen zwischen Elektrofahrzeug und Stromtankstelle

CHADEMO bis 100A 1x45min bis 80% und dann nochmal bis 100%Die Ladestation passt hin die Ladeparameter (Spannung, Stromstärke) an die vom Batteriemanagement des Autos mitgeteilten Akkuparameter an.

Quelle: Wikipedia


Ladeausstattung

Steckdose

Wallboxoder Ladesäule

Ladekabel

ArbeitshandschuheKofferraumbox

Alternative(n) für die heimische Steckdose

Quelle: BMW

Quelle: RWE

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Problem Reichweite

Range Extender: Versicherung gegen die Reichweitenangst(vollwertiger Ersatz oder Notlösung)

Mobilitätspaket: Anmietung eines Ersatzfahrzeugs in den ersten drei Jahren nach dem Fahrzeugkauf für einen Zeitraum von bis zu 30 Tagen pro Jahr inklusive einer gestaffelten Anzahl an Freikilometern.


Reichweite

Mit Nachladen an der Reichweitengrenzefür die Fahrt zurück

Mit Nachladen (Schnellladung 80%)

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Wo tanken?

Schnellladen CHADEMO

Typ2-Stecker 16 bzw. 32 A


Tankstellenverzeichnis

Tankstellenverzeichnisse stöbern

• Internet

• Apps für Smartphone

Bezahlvorgänge klären

• Ladekarte

• Bezahlen via SMS

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Aufgeben? Kapitulieren?

+ Umweltschutz (!?)

+ Fahrfreude

Beispiel 200 Arbeitstage50 km Entfernung zur täglichen Arbeit

jährliche Fahrleistung 10.000,00 kmBenzinauto Elektroauto

Treibstoffkosten 1,55 € 0,27 € je Liter bzw. kWhVerbrauch je 100 km 7 15Liter bzw. kWhTreibstoffkosten 1.085,00 € 405,00 € Treibstoffkosten


Danke für die Aufmerksamkeit

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